Title CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ HYDROCARBON - GV.docx ✅

BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ HYDROCARBON (Nội dung về Alkane và alkene) I. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT * Gọi CT chung của các hydrocacbon là xyCH ( x1;y2x2 ) - Phản ứng đốt cháy: o t xy222 yy CH(x)OxCOHO 42 + Nếu: 22COHOnn  hydrocarbon no → CTTQ: n2n2CH  (Alkane) + Nếu: 22COHOnn  hydrocarbon không no chứa 1 liên kết π → CTTQ: n2nCH (Alkene) - Đối với dãy đồng đẳng có n hydrocarbon kế tiếp: Có phân tử khối lần lượt M 1 , M 2 , …M n → n1MM14(n1) → Hỗn hợp n hydrocarbon đồng đẳng tạo thành 1 cấp số cộng 1n daõyñoàngñaúng (MM).n M 2    Khi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng Ba(OH) 2 hoặc Ca(OH) 2 . + Khối lượng bình tăng: 22BìnhtaêngCOHOmmm + Khối lượng dung dịch giảm: 22dungdòchgiaûmkeáttuûaCOHOmm(mm) - Phản ứng cộng của alkene với H 2 và Br 2 n2n2n2n2CHXCHX + Nếu phản ứng hoàn toàn: 2Alkene(pö)X(pö)nn + Nếu hiệu suất phản ứng < 100% → 2X(pö)HoãnhôïpñaàuHoãnhôïpsaunnn
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol C 2 H 4 và 0,1 mol CH 4 qua 100 gam dung dịch Br 2 thấy thoát ra hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H 2 là 9,2. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch Br 2 . Hướng dẫn 4 Y 24 CH:0,1mol0,1.1628x YgoàmM9,2.2x0,025 0,1xCHdö:xmol      - Phương trình hóa học: C 2 H 4 + Br 2 → C 2 H 4 Br 2 2242BrCHpöddBr 0,075.160 nn0,10,0250,075molC%12% 100 Bài 2: Hỗn hợp X gồm hai alkene có tỉ khối so với H 2 bằng 16,625. Lấy hỗn hợp Y chứa 26,6 gam X và 2 gam H 2 . Cho Y vào bình kín có dung tích V lít (ở đkc) có chứa Ni xúc tác. Nung bình một thời gian thu được hỗn hợp Z có tỉ khối so với H 2 bằng 143/14. Biết hiệu suất phản ứng hydro hoá của các alkene bằng nhau. Tính hiệu suất phản ứng. Hướng dẫn - Gọi công thức chung của 2 alken là C x H 2x → XX 26,6 M16,625.233,25n0,8(mol) 33,25 ; 2Hn1(mol) - Phương trình hóa học: o x2xx N 2x22 i,t 1  CH , CH  08 < H  → Hiệu suất phản ứng tính theo alkene. - Theo bài: Z 143.2143 M 147 - Bảo toàn khối lượng: x2x2CHHZZZZmmm28,6n.M28,6n1,4(mol) . - Đặt a là mol của H 2 phản ứng, ta có: 2H(pö)YZnnn(0,81)1,40,4(mol) → Hiệu suất của phản ứng: 0,4 H100%50% 0,8 Bài 3. Cho hỗn hợp A gồm 3 hydrocarbon mạch hở A 1 , A 2 , A 3 có công thức phân tử lần lượt là C x H y ; C 3x H y+2 ; C 2x H y+2 . Khi đốt cháy hoàn toàn A 1 , thu được thể tích hơi H 2 O gấp đôi thể tích khí CO 2 ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A 1 , A 2 và A 3 . Cho biết phản ứng hóa học đặc trưng của A 2 và giải thích. Hướng dẫn - Phản ứng cháy A 1 : o t 2xy22 y CHxCOHOy (x)O 42 - Giả sử có 1 mol C x H y phản ứng → Theo bài ta có: 22 22 HOHO COCO Vn 1yx1 22x Vn22y4 - Chọn x = 1; y = 4 → CTPT của A 1 : CH 4 → A 2 , A 3 có CTPT lần lượt là: C 3 H 6 ; C 2 H 6 - Công thức cấu tạo: A 1 : CH 4 A 2 : CH 2 =CH–CH 3 A 3 : CH 3 –CH 3 - Phản ứng hóa học đặc trưng của A 2 là phản ứng cộng. Do trong liên kết đôi của A 2 có 1 liên kết kém bền (gọi là liên kết ), dễ bị đứt ra trong các phản ứng hóa học.
Bài 4. Đốt cháy hoàn toàn một hydrocarbon (X), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào 250 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,2M sau phản ứng thu được 7,88 gam kết tủa và khối lượng dung dịch giảm đi 5,4 gam so với dung dịch ban đầu. Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức phân tử của X, biết M X < 30 (g/mol). Hướng dẫn Đốt cháy X thu được sản phẩm là CO 2 và H 2 O. 2Ba(OH)n = 0,25. 0,2 = 0,05 mol; 3BaCOn = 7,88 0,04mol 197 Ta có : m dd giảm = 3BaCOm - 2COm - 2HOm = 5,4  2COm + 2HOm = 7,88 – 5,4 = 2,48 gam Vì 3BaCOn < 2Ba(OH)n . Cho sản phẩm vào dung dịch Ba(OH) 2 có 2 trường hợp xảy ra: - TH 1 : Ba(OH) 2 dư: CO 2 + Ba(OH) 2  BaCO 3 + H 2 O Mol: 0,04 0,04  2COn = 3BaCOn = 0,04 mol  2HOm = 2,48 – 0,04.44 = 0,72 gam  2HOn = 0,72 0,04mol 18 . Vì 2COn = 2COn  X có dạng C n H 2n ( n  2, n nguyên dương) Vì M X < 30  n = 2 → CTPT của X là C 2 H 4 - TH 2 : Ba(OH) 2 và CO 2 đều hết, kết tủa bị hòa tan một phần: CO 2 + Ba(OH) 2  BaCO 3 + H 2 O Mol : 0,05 0,05 0,05 CO 2 + BaCO 3 + H 2 O  Ba(HCO 3 ) 2 Mol : 0,01 0,05-0,04  2COn = 3BaCOn = 0,05 + 0,01 = 0,06 mol  2HOm = 2,48 – 0,06.44 = - 0,16 gam < 0 (Loại) Bài 5. Dẫn 7,437 lít một hỗn hợp khí gồm hai hydrocarbon mạch hở (không phải mạch vòng) qua dung dịch bromine dư (phản ứng xảy ra hoàn toàn). Sau phản ứng, thấy khối lượng bình đựng dung dịch bromine tăng thêm 5,6 gam, đồng thời thoát ra 2,479 lít một chất khí. Mặt khác, nếu đốt cháy toàn bộ 7,437 lít hỗn hợp trên thấy tạo ra 12,395 lít khí CO 2 và 10,8 gam H 2 O. (Các thể tích khí đo ở đkc). a. Xác định công thức phân tử của hai hydrocarbon. b. Tính thành phần % về thể tích mỗi chất trong hỗn hợp. Hướng dẫn a. Theo đề bài, ta có: 22hoãnhôïpCOHO 7,43712,395 n0,3(mol);n0,5(mol);n0,6(mol) 24,7924,79 - Ta có 22HOCOnn nên hỗn hợp hai khí gồm 1 alkane và 1 hydrocarbon không no. - Đặt công thức của alkane là C n H 2n + 2 (n ≥ 1), công thức của hydrocarbon không nó là C x H y - Vì bromine dư nên khí thoát ra là alkane Alkane 2,479 n0,1(mol) 24,79 → xyCH0,30,10,2(mol)n - Khối lượng bình bromine tăng lên là do khối lượng hydrocarbon không no bị hấp thụ. xyCH x25,6 M28(g/mol)12xy28choïn 0,2y4      Công thức phân tử của hydrocarbon không no là C 2 H 4 .
- Phương trình phản ứng đốt cháy: C 2 H 4 + 3O 2 ot  2CO 2 + 2H 2 O 0,2mo 0,4mol 0,4mol C n H 2n + 2 + 3n1 2    O 2 o t  nCO 2 + (n + 1)H 2 O 0,1mol 0,1n mol 0,1(n + 1) mol - Theo đề bài, ta có: 2COn0,40,1n0,5n1 → Công thức phân tử của alkane là: CH 4 b. Phần trăm theo thể tích mỗi chất trong hỗn hợp: 244CHCH 4,958.100% %V66,67%;%V33,33% 7,437 Bài 6. Cho 3 hydrocarbon X, Y, Z đều ở thể khí ở nhiệt độ phòng. Khi phân hủy mỗi chất X, Y, Z đều tạo ra C và H 2 với thể tích khí H 2 luôn gấp 3 lần thể tích hydrocarbon bị phân hủy. Biết: - Hỗn hợp khí X và Cl 2 (tỉ lệ mol 1:1) khi đưa ra ngoài ánh sáng thì mất màu vàng lục của khí Cl 2 . - Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp với tỉ lệ mol bất kỳ của Z và Y luôn thu được 7,437 lít khí CO 2 (đkc). Dẫn khí Y qua dung dịch Br 2 thấy dung dịch Br 2 bị nhạt màu. Lập luận và xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. Biết X, Y có cấu tạo mạch hở; Z có cấu tạo mạch vòng. Hướng dẫn - Công thức của hydrocarbon là C x H y với y ≤ 2x + 2; do chúng ở thể khí nên x ≤ 4. 2C x H y (k) 0t 2xC (r) + yH 2(k) V  0,5yV (lít) Theo giả thiết: 0,5yV = 3V  y = 6 → số nguyên tử H ở mỗi hydrocarbon là 6. - X có 6 nguyên tử H, tác dụng với Cl 2 (tỉ lệ mol 1:1) khi đưa ra ngoài ánh sáng, vậy X là ethane C 2 H 6 → CTCT của X: CH 3 – CH 3 - Phương trình hóa học C 2 H 6 + Cl 2 askt C 2 H 5 Cl + HCl - Ta có: 2CO 7,437 n0,3(mol) 24,79 - Theo bài đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp với tỉ lệ mol bất kỳ của Z và Y luôn thu được 0,3 khí CO 2 → Số nguyên tử cacbon trong Y, Z = 2CO hydrocarbon n 0,3 3 n0,1 - Mà số nguyên tử H trong Y, Z là 6 nên công thức phân tử của Y, Z là C 3 H 6 - Y mạch hở, Y làm mất màu dung dịch Br 2 → CTCT của Y là CH 2 = CH – CH 3 - Phương trình hóa học: C 3 H 6 + Br 2 → C 3 H 6 Br 2 - Z có cấu tạo mạch vòng → CTCT của Z là Bài 7. Hỗn hợp khí E gồm H 2 , C n H 2n+2 , C m H 2m (n = m +1). Cho 0,5 mol E vào bình kín có xúc tác Ni, đun nóng, sau một thời gian thu được 0,48 mol hỗn hợp khí T gồm 4 chất. Đốt cháy